고온의 플라즈마를 긴 펄스 및 장시간 연속운전 유지기술 개발 및 연구를 위해서는 플라즈마는 더욱 가열되어야 하고, 고온 고밀도의 플즈마 상태를 유지시켜야 한다. 이러한 고성능 플라즈마 개발은 향후 핵융합 에너지의 상용화를 위한 절대필수적 기반기술이다. 현재 KSTAR 토카막에서는 플라즈마를 가열하기 위한 장치들 중 하나로서, 출력 6 MW 급의 중성입자빔을 입사하는 NBI (Neutral Beam Injection) 가열장치가 설치 운영 중에 있다. 이 NBI 가열장치는 진공환경에서 고온, 고압, 고전압 방전 및 수냉 등이 작동 및 운전되고 있기 때문에, 구성 부품 들의 미세한 구조적 결함에도 장치의 치명적 failed로 이어질 수 있다. 이번 연구에서는 NBI 가열장치의 특성상 극한 운전 환경에 있는 진공용기 부품 중 하나 인 빔인출을 위한 가속 그리드 (accelerating grid)의 구조적 손상및 결함 여부를 고속중성자 이미지 기법을 적용하여 내부를 투시 진단하였다. 가속 그리드는 copper로 제작되었고, 빔인출을 위한 원형의 구멍과 냉각관을 가진 평면판 형태로 되었다. 본 연구에서 내부투시 및 진단할 수 있는 고속중성자 이미징 기법의 적용으로 진공용기 부품 및 장치의 구조적 결함 및 손상 여부를 판단 가능하다는 연구 결과를 얻었다.
아래를 향한 가열 수평 평판이 있는 수조에서의 자연대류 현상을 규명하기 위한 실험적, 해석적인 연구를 수행하였다. 이는 압력용기 하부에 용융물이 있을때 캐비티내에서의 열수력현상을 규명하기 위한 간단화된 모델에 관한 연구이다. 압력 용기는 하부에 가열평판이 부착된 직육면체 단열 상자로 모의하고 이 상자는 물이 차 있는 수조에 설치된다. 냉각기는 정상상태의 유동 조건을 만들기 위해 상자와 수조사이의 U자 형태의 유동 영역에 설치된다. 실제 압력용기 하부에서는 다상 유동이 발생할 확율이 크나본 연구는 복잡한 다상 유동의 열수력 현상을 규명하기 위한 첫 단계 시도로서 단상유체를 사용한 실험 및 해석 연구이다. 본 연구에서는 가열 평판 아래에서의 자연대류현상특성을 더욱 잘 이해하기 위해 LDV와 열전대를 사용하여 속도와 온도를 측정하였다. 또한 입자가 부상된 유동장을 사진 찍어 유동을 가시화 하였다. 실험결과는 다음과 같다. 유체는 가열판과 냉각기가 작동할 때 매우 효과적으로 전 유동장에 걸쳐 순환한다. 가열판 하부에서 유동이 정체된 영역이 있고 매우 얇은 열 경계층을 갖는 두드러진 온도의 성층현상이 관찰되었다. FLUTAN Code를 이용한 해석은 속도를 합리 적으로 예측할 수 있다는 결과를 보여 주었다.
선박의 곡외판은 냉간가공과 열간가공(선상가열) 과정을 거쳐 제작된다. 선상가열의 자동화 및 기계화에 대한 연구가 다양하게 수행되어 오고 있다. 특히 가열조건과 잔류 변형 사이의 관계규명은 자동화 및 기계화를 위한 주요 요소로 생각된다. 본 연구는 그러한 관계를 규명하기 위하여 일련의 체계적인 과정을 제시하고 관계식을 제안하였다. 선상가열에 의한 변형은 3차원 열탄소성 변형현상으로 정식화될 수 있으며, 열탄소성 변형현상을 유한요소해석을 이용하여 다양한 가열조건에 대한 수치해석을 수행하였다. 유한요소법의 유용성을 검증하기 위하여 실험을 수행하였고 그 유용성을 확인하였다 변형관계식에 사용된 입력변수는 차원해석을 통하여 선정하였다. 유한요소법을 이용하여 얻어진 결과를 활용하여 선상가열에 의한 변형관계식을 추정하기 위하여 다변수해석과 다차원 보관과정을 예시하였다. 일련의 과정을 통하여 본 연구는 선상가열의 가열조건과 잔류 변형 사이의 관계식을 선정하기 위한 방법을 제안하였다.
소나무, 잣나무, 낙엽송과 웨스턴 햄록의 5두께(3, 5, 7, 9 및 11cm) 제재를 3가지 종류의 건조스케줄을 적용한 가열판 압체식 진공건조에서 건조중 함수율, 제재두께와 건조속도의 관계, 제재두께와 건조시간계수의 관계 등을 구명한 결과에서 제재두께 초기함수율 및 건조시간에 따른 건조중 함수율을 추정할 수 있었다. 그리고 함수율 30%에서 15% 범위에서 평균 건조속도는 웨스턴 햄록이 가장 컸고 다음은 소나무, 잣나무, 낙엽송 순위였으며, 제재두께가 증가함에 따라 곡선적으로 감소하였다. 또한 건조시간계수는 제재두께가 증가함에 따라 곡선적으로 증가하였다.
알루미늄-아크릴 필름을 사용하여 제작(製作)한 곡면(曲面) 집광장치(集光裝置)에 의(依)한 공기(空氣)의 가열(加熱)과 가열(加熱)된 공기(空氣)를 이용하여 농산물(農産物)의 건조(乾燥)에 이용(利用)하는 실험(實驗)을 통하여 다음과 같은 결과를 얻었다. 1. 공기(空氣)를 열(熱) 교환(交換) 매체(媒體)로 하고 $1{\;}m^2$의 곡면(曲面) 집광식(集光式) 반사판(反射板)에 의(依)하여 가열(加熱)된 흡광관(吸光管)에 송입(送入)할때의 열(熱) 교환(交換) 효율은 1.39 %이었다. 2. 흡광관(吸光管) 내부(內部)에 baffle을 설치할 경우 baffle의 수(數)에 따라 열(熱) 교환(交換) 효율이 증가(增加) 하였으며 74 cm의 흡광관(吸光管)에 17매(枚)을 설치할 경우 33 %의 효율 증대(增大)를 가져왔다. 3. 본(本) 태양(太陽) 열(熱) 이용(利用) 장치(裝置)에 의(依)하여 가열(加熱)된 공기로 무우를 $70^{\circ}C$에서 열풍 건조(乾燥) 하였을 경우 건조에 필요한 열량중 58 %를 절약(節約)할 수 있었다. 4. 반사판(反射板)을 scale-up할 경우의 가득(可得) 열량(熱量) 및 열(熱) 이용(利用) 효율과의 관계는 대수(對數)-대수(對數) 좌표(座標0에서 직선적(直線的) 관계(關係)를 보였다.
유도결합 플라즈마 질량분석법에 의한 암석 시료의 미량원소 정량분석을 위한 전처리 과정으로 통상 산분해법인 비이커-가열판 용해법이 사용된다. Zr과 Hf은 다른 비유동성 원소들과 함께 지구조 해석에 이용되는 중요한 원소이지만 암석 내에 이들을 농집시키는 불용성 광물이 있으면 비이커-가열판 용해법으로 완전히 용해되지 않는다. 이러한 불용성 광물을 용해시키기 위해 고압 테프론 용기법이나 알칼리 용융법을 이용하는데 전처리시간이 너무 오래 걸리거나 농도가 낮은 희토류원소 등의 분석 정확도가 감소하는 문제점이 있다. 이 연구에서는 자동 용융 기기를 사용하여 미국지질조사소의 암석 표준시료 3종(AGV-2, BHVO-2, G-3)을 저희석 유리구로 제작하고 이 유리구를 분말로 만들어 산분해를 거쳐 용해시킨 방법(유리구 용해법)으로 전처리한 후, 유도결합 플라즈마 질량분석기와 유도결합 플라즈마 원자방출분광기를 이용하여 희토류 원소를 포함한 30종의 미량원소 분석을 실시하였으며 시료에 대한 최종적인 희석비율은 1:2,000 이하로 유지하였다. 이 유리구 용해법에 의한 분석결과를 암석 분말시료를 이용한 비이커-가열판 용해법과 비교해 보았다. 대체적으로 Cr, Co, Ni, Cu, Zn, Pb 등의 원소분석 결과는 두 방법 모두 3종의 표준물질에서 추천치와 잘 부합되었으며 유리구 용해법을 이용한 분석에서 Pb, Zn 등 휘발성 원소의 손실은 나타나지 않았다. 저어콘을 많이 함유한 화강암 표준시료(G-3)의 Y, Zr, Hf과 중희토류원소에 대해서는 비이커-가열판 용해법의 경우 추천치에 비해 체계적으로 낮은 값을 보인 반면 유리구 용해법은 추천값에 잘 부합되는 결과를 얻었다. 이 연구의 유리구 용해법을 이용하면 불용성 원소를 포함한 미량원소 분석의 정확도가 크게 향상될 것으로 기대된다.
Vibrational film has been more employed in ear-phones or small type of speakers along with a wide use of portable multi-media equipments such as MP3 and MP4. However, the current hand work production process of diaphragms is inefficient. In this study, a die-and-mold and a single production forming machine are developed, and they result in a multi-production forming machine. The multi-production forming machine consists primarily of a film feeding unit and an unwinding unit. A vacuum suction device provides the film feeding unit, while the unwinding unit is obtained using an appropriate damper. The advantage of the developed single production forming machine is shown according to a proper voice test.
본 연구는 Zn-Al혼합물 분진의 화재폭발사고예방을 위한 안전자료 확보를 목적으로 최소발화온도를 실험적으로 조사하였다. Zn-Al혼합물의 최소발화온도 측정은 퇴적두께 10 mm, 직경 100 mm의 원형 형태로 퇴적된 시료를 대상으로 가열판의 승온속도 $20^{\circ}C/min$의 조건에서 실시하였다. 그 결과, $280^{\circ}C$에서 Zn-Al혼합물 분체는 가열 후 1000 s부터 발열을 통하여 급격히 온도가 상승하여 발화 여부 판단기준이 되는 $450^{\circ}C$를 넘어 $600^{\circ}C$에 다다르며 시간과 함께 감소하였으며 임계 최소발화온도는 $280^{\circ}C$로 나타났다. 퇴적Zn-Al혼합물 분체의 최소발화온도는 문헌에 제시된 Al에 비하여는 낮은 것으로 나타났다.
온도프리스트레싱 공법은 강합성거더교 또는 강구조물에 인위적인 온도경사를 가하여 프리스트레싱력을 도입하기 위해 개발된 공법으로, 연속 강합성거더교에 적용할 경우 부모멘트 발생지점인 연속지점부 부근의 바닥판에 프리스트레스를 도입함으로써 콘크리트 바닥판의 인장균열을 억제하는 한편, 교축방향 보강철근 사용량 및 강거더 단면을 감소시킬 수 있어 경제성과 시공성의 향상이 가능한 공법이다. 이전의 연구에서 가열구간을 설정하기 위해 사용한 시행오차법은 비효율적인 것으로 온도프리스트레싱 공법을 적용한 설계가 효율적으로 이루어지기 위해서는 보다 합리적인 적정 가열구간의 설정기법이 필요하다. 본 연구에서는 이러한 문제점을 개선하기 위하여 패턴인식, 최적화, 진단 및 예측 등을 수행하는데 많이 사용되고 있는 인공신경망 이론을 적용하여 온도프리스트레싱 공법을 적용한 연속 강합성거더교의 가열구간을 효과적이고 경제적으로 설정하는 기법을 제안하고자 한다. 인공신경망 이론을 학습시키기 위한 학습알고리즘으로는 일반적으로 널리 사용되는 오차역전파 알고리즘을 사용하였으며, 이를 이용하여 2경간 및 3경간 연속 강합성거더교의 가열구간을 예측하고 유한요소해석과의 비교를 통하여 학습알고리즘의 특성 및 예측의 정확도를 분석하였다.
Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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제34권5호
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pp.638-644
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2010
사각 덕트내 열전달과 유동 양상을 조사하기 위해 꼬임식 테이프 만 설치한 경우와 꼬임식 테이프와 리브(rib)를 설치한 경우에 대해 충분히 발달된 난류유동에 관한 수치 해석을 행하였다. 수치 해석에서는 레이놀즈 수가 8,900에서 29,000 범위의 난류 스월유동, 채널수력직경에 대한 리브의 높이(e/$D_h$)가 0.067, 그리고 채널 수력 직경에 대한 시험부 길이(L/$D_h$)가 30인 경우에 대해 고려하였다. 리브는 채널 바닥면에 만 길이 방향으로 설치하였다. 꼬임식 테이프는 0.1 mm 두께의 탄소강 판 재질이며, 폭은 28 mm, 길이는 900 mm이고 2.5 번 회전시켰다. 각 벽면은 서로 단열된 알루미늄 판으로 구성되었다. 2가지의 가열 조건에 대해 조사 하였다: (1) 사각 전체 벽 면적에 일정한 열유속으로 가열, 그리고 (2) 사각 채널에서 마주보는 상하 양면 만 가열. 연구 결과 상하 양면 만 가열하는 경우가 4면 모두 가열하는 경우보다 열전달 계수가 우수하였고 꼬임식 테이프와 리브를 설치한 경우 열전달 계수가 현저히 향상되었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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